THIẾT KẾ ANTEN VI DẢI TẦN SỐ 2.45 GHz ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY

THIẾT KẾ ANTEN VI DẢI TẦN SỐ 2.45 GHz ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY. THIẾT KẾ ANTEN VI DẢI TẦN SỐ 2.45 GHz ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY. THIẾT KẾ ANTEN VI DẢI TẦN SỐ 2.45 GHz ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY. THIẾT KẾ ANTEN VI DẢI TẦN SỐ 2.45 GHz ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY.

Đồ án tốt nghiệp

Đề tài: THIẾT KẾ ANTEN VI DẢI TẦN SỐ 2.45 GHz ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN

NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY

SVTH: Hoàng Thị Hương Lớp: CN_ĐTVT3-K55 GVHD: TS.Lâm Hồng Thạch

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

CÁC NỘI DUNG CHÍNH

 Truyền năng lượng không dây từ vũ trụ về

mặt đất bằng chùm tia vi ba công suất cao

 Anten vi dải

 Thiết kế mảng anten vi dải 4 phần tử dùng

cầu Wilkinson

 Kết luận và hướng phát triển

Truyền năng lượng không dây

Truyền năng lượng trường gần và truyền năng lượng trường xa

- Truyền năng lượng trường gần

Trường gần là trường cảm ứng

Các phương pháp truyền năng lượng: nguyên lý cảm ứng từ, cảm ứng điện từ và cảm ứng cộng hưởng

- Truyền năng lượng trường xa

Trường xa là trường bức xạ

Các phương pháp truyền năng lượng: dùng chùm tia laser hoặc chùm tia vi ba công suất cao

 Truyền năng lượng không dây từ vũ trụ về mặt đất

bằng chùm tia vi ba công suất cao

 Nguyên lý cấu tạo của hệ thống

- Vệ tinh năng lượng mặt trời bay trên quỹ đạo

- Không gian truyền dẫn năng lượng

- Hệ thống thiết bị thu biến đổi truyền dẫn năng lượng trên mặt đất

- Thiết bị phát vi ba: Magnetron, Klystron, bộ khuếch đại sóng chạy

- Anten phát: anten Yagi, anten mảng liên kết pha, anten mạch dải

- Rectenna

Anten vi dải

Chia làm 4 loại: anten patch vi dải, dipole vi dải, anten khe dùng

kỹ thuật in và anten traveling – wave vi dải

h

x

y

z

θ Φ (r,Φ,θ)

h

Khe bức xạ #1 Khe bức xạ #2

Patch

GND

є r

L

Feed

(a) Anten vi dải

(b) Mặt phẳng cắt ngang

(c) Hệ trục tọa độ

t

y 0

 Các kiểu tiếp điện

Có 4 kiểu tiếp điện: tiếp điện sử dụng đường truyền vi dải, tiếp điện bằng cáp đồng trục, cấp nguồn dùng phương pháp ghép khe và cấp nguồn dùng phương pháp ghép gần

Patch

Điểm tiếp xúc điện

Cáp đồng trục

є r

GND Patch

Patch

GND

Feed

 Nguyên lý hoạt độn g

Phân bố điện tích thực hiện bởi 2 cơ chế:

- Lực đẩy giữa các điện tích giống nhau ở đáy patch có xu hướng làm đẩy các điện tích ở đáy và cạnh lên bề mặt trên của patch

- Lực hút giữa các điện tích trái dấu ở đáy của patch và mặt phẳng đất,lực hút này giữ các điện tích tập trung ở đáy của patch

L

h

J t

W

 Ưu điểm và nhược điểm

- Ưu điểm

• Giá thành thấp, dễ sản xuất

• Trọng lượng thấp, kích thước nhỏ

• Có thể cho phân cực tuyến tính và phân cực tròn

- Nhược điểm

• Băng thông hẹp

• Suy hao điện trở lớn

 Ứng dụng

- Ứng dụng làm anten phát (thu) trong truyền năng lượng không dây

- Làm các phần tử dây dẫn trong các anten phức tạp

Thiết kế mảng anten vi dải 4 phần tử dùng

cầu Wilkinson

Mô phỏng anten vi dải bằng phần mềm CST Studio Suite

Các thông số ban đầu

Bề dày của lớp điện môi 1.2 mm

 Kết quả mô phỏng

- Tiếp điện bằng đường truyền vi dải

Suy hao S11 Đồ thị bức xạ 3D của anten

- Tiếp điện bằng cáp đồng trục

 Thiết kế mảng anten 4 phần tử dùng cầu Wilkinson

Dùng bộ chia công suất cầu Wilkinson để ghép mảng anten 4

phần tử.

Mảng anten này gồm 4 phần tử đồng biên và đồng pha

 Đo đạc thực nghiệm

- Mảng anten vi dải 4 phần tử

- Kết quả đo được

Suy hao S11

• Hệ số sóng đứng

Hệ số sóng đứng có giá trị 1.023 ở tần số 2.5875 GHz

• Đồ thị Smith

Trở kháng đo được trên đồ thị là 48.902 (tần số 2.5875 GHz)

Kết luận và hướng phát triển

dải

đo đạc kết quả

phần tử

CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN

ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE!